活性碳制品和組合物及其制備方法
【專利摘要】一種包括活性碳芯、疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑的制品。一種包括多個(gè)活性碳顆粒、疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑的組合物。一種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，包括以下步驟：提供活性碳顆粒，提供疏水劑，提供汞氧化促進(jìn)劑，和將疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分活性碳顆粒上。
【專利說明】活性碳制品和組合物及其制備方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本申請涉及活性碳制品及包含其的組合物。相信本文所述的制品和組合物適合在 工業(yè)方法中用作化學(xué)吸附劑。本申請還涉及制備活性碳顆粒和包含這樣的顆粒的組合物的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知活性碳作為化學(xué)吸附劑是特別有效的。由于該性質(zhì)，活性碳在多種工業(yè) 方法中用作吸附劑。例如，EPA及多個(gè)其它機(jī)構(gòu)已研宄和提倡使用活性碳處理在煤燃燒過 程中產(chǎn)生的煙道氣，諸如，在燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的煙道氣。被稱為"活性碳注入"的這種方法 已被吹捧為減少通常與煤燃燒相伴的汞排放的非常有效的方法。
[0003] 盡管活性碳注入的利益被大肆宣揚(yáng)，但相信該方法的功效受活性碳的一些固有特 性所限。例如，相信活性碳的多孔性質(zhì)（這正是使活性碳可用于該方法的性質(zhì)）允許產(chǎn)品 吸收大量水蒸汽和/或不想要的冷凝物（它們同時(shí)存在于環(huán)境氣氛（諸如，在活性碳儲(chǔ)存 期間吸收的水蒸汽）和煙道氣環(huán)境中）。一旦已吸收了這種水蒸汽和/或不想要的冷凝物， 活性碳的有效孔體積（即，可用于吸附汞的孔體積）可顯著減少。且這種有效孔體積的減 少意味著在方法中使用的每千克活性碳與活性碳未吸附水蒸汽時(shí)的情況相比效率較差。
[0004] 因此仍需要能解決目前在工業(yè)方法（諸如，活性炭注入方法）中使用的已知活性 碳顆粒和/或組合物的一些缺陷的活性碳制品（例如，顆粒）和組合物。也仍需要生產(chǎn)這 樣的活性碳制品（例如，顆粒）和組合物的方法。本文所述的制品、組合物和方法的實(shí)施方 式試圖解決這些需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 在若干實(shí)施方式中，本發(fā)明大體上提供了活性碳制品、包含活性碳顆粒的組合物、 制備這樣的顆粒的方法和制備這樣的組合物的方法。相信這些活性碳制品（例如，顆粒） 和組合物適合在多種工業(yè)方法（諸如用于燃煤發(fā)電廠中的活性碳注入方法）中用作化學(xué)吸 收劑和采分離劑（sequestration agents)。
[0006] 在第一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制品，包括：
[0007] (a)活性碳芯，該活性碳芯具有外表面；
[0008] (b)選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物，至少 部分該疏水劑被布置在活性碳芯的至少部分外表面上；和
[0009] (C)汞氧化促進(jìn)劑。
[0010] 在第二實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種組合物，包括：
[0011] (a)多個(gè)活性碳顆粒，該活性碳顆粒具有外表面；
[0012] (b)選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物，至少 部分該疏水劑被布置在至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上；和
[0013] (C)汞氧化促進(jìn)劑。
[0014] 在第三實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，包括以 下步驟：
[0015] (a)提供多個(gè)活性碳顆粒，該活性碳顆粒具有外表面；
[0016] (b)提供選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物；
[0017] (C)提供汞氧化促進(jìn)劑；
[0018] (d)將疏水劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上；和
[0019] (e)將汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上。
[0020] 在第四實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，包括以 下步驟：
[0021] (a)提供多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面；
[0022] (b)提供選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物；
[0023] (C)提供汞氧化促進(jìn)劑；
[0024] ⑷將汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上；和
[0025] (e)將疏水劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上。
[0026] 在第五實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，包括以 下步驟：
[0027] (a)提供多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面；
[0028] (b)提供處理組合物，其包括：
[0029] (i)選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物；和
[0030] (ii)汞氧化促進(jìn)劑；和
[0031] (c)將處理組合物施加到至少部分活性碳顆粒的至少部分外表面上。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 在第一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種包括活性碳芯的制品。如本文所述的，術(shù)語 "活性碳"用于指代已被制備和/或處理以使其具有非常多孔結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的高表面積的無 定形形式的碳。例如，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述活性碳具有約500m 2/g或更多，約750m2/ g或更多，約1，OOOmVg或更多，約1，250m2/g或更多，或者約1，500m2/g或更多的BET表面 積。
[0033] 活性碳芯可以任何合適形式提供。例如，活性碳芯可為粉末、細(xì)微粒子（例如，平 均粒徑為〇· 15mm?0· 25mm的微粒）、微粒（例如，平均粒徑為約0· 3mm?約0· 85mm的微 粒）、纖維、織物、非織造氈、多孔蜂巢結(jié)構(gòu)、擠出顆?；蛑??；钚蕴夹究蔀槿魏魏线m的尺寸。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，活性碳芯為具有約1 μπι?約500 μπκ約ΙΟμ--?約ΙΟΟμπι或者約 10 μ m?約50 μ m的粒度（例如，平均粒度）的粉末活性碳。
[0034] 所述制品還包括疏水劑。疏水劑被包含在制品中以便為活性碳賦予理想程度的疏 水性。通過使活性碳疏水，該活性碳吸收較少的水蒸汽和/或冷凝物，并且因此保持可用于 汞吸收的活性碳的孔體積和/或使該孔體積最大化。此外，使活性碳顆粒疏水能改進(jìn)顆粒 的流動(dòng)特性，這是因?yàn)橐盐剿值幕钚蕴碱w粒更容易團(tuán)聚。
[0035] 優(yōu)選地，至少部分疏水劑被布置在活性碳芯的至少部分外表面上。疏水劑可為使 活性碳芯比原始（即，未處理）活性碳更疏水的任何合適的試劑。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，疏 水劑選自以下：氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物。適合用作疏水劑的氟烴聚合 物可以是能夠在活性碳芯的表面上形成膜或涂層的任何合適的氟烴聚合物（例如，成膜含 氟均聚物或共聚物）。在優(yōu)選實(shí)施方式中，疏水劑是包括來自選自以下的單體的重復(fù)單元的 成膜氟烴聚合物：氟化丙烯酸酯單體、氟化丙烯酰胺單體、氟化烯單體、氟化多元醇、氟化聚 異氰酸酯及其混合物。合適的氟烴聚合物還可包括來自其它含氟或非氟化共聚單體的重復(fù) 單元，諸如，甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、（甲基）丙 烯酸、（甲基）丙烯酰胺、丙烯腈、硅酮丙烯酸酯等。合適的氟烴聚合物還可以是通過將氟 烴聚合物與硅酮、異氰酸酯、環(huán)氧化物、酚醛樹脂或其它有機(jī)化合物反應(yīng)得到的產(chǎn)物。適合 用作疏水劑的硅酮可以是任何合適的硅酮化合物。合適的硅酮化合物包括，但不限于，聚二 甲基硅氧烷、聚羥甲基硅氧烷、氨基-硅酮、聚甲基苯基硅氧烷、硅氧烷共聚物及其混合物。 合適的硅氧烷共聚物包括，但不限于，包括兩個(gè)或更多個(gè)選自以下的單體單元的共聚物：二 甲基硅氧烷、甲基氫硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、二苯基硅氧烷、氨基-取代硅氧烷和環(huán)氧化 物-取代硅氧烷。適合用作疏水劑的烷基甲硅烷以是任何合適的烷基甲硅烷化合物。合適 的烷基甲硅烷包括，但不限于，符合SR 1Si (OR2)3的那些化合物，其中R1是包含4個(gè)或更多 個(gè)碳原子的烷基或氟烷基，且馬選自以下：甲基、乙基、異丙基和丁基。R 1的合適例子包括， 但不限于，叔丁基、辛基、月桂基、己基、戊基、庚基和包含4個(gè)或更多個(gè)碳原子的全氟化烷 基。適合用作疏水劑的蠟可以是任何合適的蠟，包括天然蠟、合成蠟及其混合物。合適的天 然蠟包括，但不限于，脂肪酸酯、長鏈醇酯及其混合物。合適的合成蠟包括，但不限于，烴蠟 (例如，石蠟）、聚烯烴蠟（例如，聚乙烯蠟）、烷基化三聚氰胺及其混合物。
[0036] 疏水劑可以任何合適的量存在于所述制品中。疏水劑的理想量可取決于若干因 素，諸如，疏水劑類型、疏水劑的疏水性以及要賦予活性碳和制品的所需疏水性程度。在優(yōu) 選實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，疏水劑可以如下量存在：約〇. 1%或更多，約〇. 2%或 更多，約0.3%或更多，約0.4%或更多，或者約0.5%或更多。在優(yōu)選實(shí)施方式中，基于活性 碳芯的重量，疏水劑可以如下量存在：約10 %或更少，約9 %或更少，約8 %或更少，約7 %或 更少，約6%或更少，約5%或更少，約4%或更少，約3%或更少，或者約2. 5%或更少。在 某些優(yōu)選實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，疏水劑可以如下量存在：約0. 1%?約5% (例 如，約〇· 1%?約2. 5% )，約0· 2%?約5% (例如，約0· 2%?約2. 5% )，約0· 3%?約 5%，或者約0. 3%?約2. 5%。
[0037] 所述制品還包括汞氧化促進(jìn)劑。所述汞氧化促進(jìn)劑存在于制品中以影響或促進(jìn)煙 道氣中所含的元素汞的氧化。通常，相信氧化汞比元素汞更容易分離。優(yōu)選地，至少部分汞 氧化促進(jìn)劑被布置在活性碳芯的至少部分外表面上。如本文所述的，術(shù)語"汞氧化促進(jìn)劑" 是指如下試劑：其（1)能夠在約120°c (250 °F )?約230°C (450 °F )溫度下氧化化石燃料 (例如，煤）燃燒氣體中的元素汞，或（2)在約120°C (250 °F )?約230°C (450 °F )溫度下 與化石燃料（例如，煤）燃燒氣體中存在的其它物種相互作用以導(dǎo)致燃燒氣體中所含的元 素汞的氧化。因此，合適的汞氧化促進(jìn)劑包括那些自身能氧化元素汞（即，試劑或試劑中的 組分的還原電勢高于燃燒氣體環(huán)境中的元素汞的還原電勢）的化合物。合適的汞氧化促進(jìn) 劑還包括那些自身不能氧化元素汞（即，無論試劑還是試劑中的組分的還原電勢均不高于 燃燒氣體環(huán)境中的元素汞的還原電勢）但已知與燃燒氣體中的其它物種相互作用以導(dǎo)致 元素汞的氧化（經(jīng)常通過因燃燒氣體環(huán)境的復(fù)雜性而不被充分理解的機(jī)理）的化合物。此 夕卜，這些不同類型的汞氧化促進(jìn)劑可以任何合適的組合共同使用。
[0038] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氫溴酸鹽、鹽酸鹽、氫碘酸鹽、高錳酸 鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、次氯酸鹽、銅（Π )鹽、鐵（III)鹽、二氧化鈰（IV)、氧化銅（II)、氧 化鐵（III)、二氧化錳（IV)、氧化釩（V)、元素鹵素物種（例如，溴和碘）及其混合物。在更 具體的優(yōu)選實(shí)施方式中，汞氧化促進(jìn)劑優(yōu)選選自以下：銅（II)鹽，特別優(yōu)選氯化銅（II)、溴 化銅（II)、硫化銅（II)、銅沸石（含有銅（II)離子作為抗衡離子的沸石）及其混合物。在 另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，汞氧化促進(jìn)劑選自以下：溴化銨、溴化鎂、溴化鈉、元素鹵素物種及 其混合物。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氯化脂族化合物、溴化脂族 化合物及其混合物。這些不同類型的汞氧化促進(jìn)劑可單獨(dú)使用或以合適的組合使用。例 如，氫溴酸鹽、鹽酸鹽、氫碘酸鹽、高錳酸鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、次氯酸鹽、銅（II)鹽、鐵 (III)鹽、二氧化鈰（IV)、氧化銅（II)、氧化鐵（III)、二氧化猛（IV)、元素鹵素物種和氧化 釩（V)中的一種或多種可與氯化脂族化合物或溴化脂族化合物中的一種或多種組合使用。
[0039] 汞氧化促進(jìn)劑可以任何合適的量存在。汞氧化促進(jìn)劑的合適量可取決于若干因 素，諸如，所用的汞氧化促進(jìn)劑的類型，所用的具體汞氧化促進(jìn)劑的活性和要被氧化的元素 汞的量。在優(yōu)選實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，汞氧化促進(jìn)劑的存在量為約0. 1%或更 多，約0. 5%或更多，約1 %或更多，約1. 5%或更多，或者約2%或更多。在優(yōu)選實(shí)施方式 中，基于活性碳芯的重量，汞氧化促進(jìn)劑的存在量為約20%或更少，約15%或更少，約10% 或更少，約9 %或更少，約8 %或更少，約7 %或更少，約6 %或更少，或者約5 %或更少。在某 些優(yōu)選實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，汞氧化促進(jìn)劑的存在量為約〇. 1%?約20%，約 0· 5%?約15%，約1%?約10%，或者約L 5%?約10% (例如，約L 5%?約5% )。在另 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，汞氧化促進(jìn)劑相對于活性碳芯的重量可以更 高量存在，諸如，約5%或更多，約10%或更多，約20%或更多，約30%或更多，約40%或更 多，或者約50%或更多。在這樣的實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，汞氧化促進(jìn)劑的存在 量優(yōu)選為約500%或更少，約200%或更少，或者約100%或更少。因此，在某些可能優(yōu)選的 實(shí)施方式中，基于活性碳芯的重量，采氧化促進(jìn)劑的存在量可為約5%?約500% (約5%? 約200%，約5%?約100%或者約5%?約20% )，約10%?約500% (例如，約10%?約 200%或約10%?約100% )，約20%?約500% (例如，約20%?約200% )或者約30%? 約 500 % 〇
[0040] 在第二實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種包括多個(gè)活性碳顆粒、疏水劑和汞氧化促 進(jìn)劑的組合物。所述組合物中的活性碳顆?？梢允侨魏魏线m的活性碳顆粒。合適的活性碳 顆粒包括，但不限于，上面所述適合用作第一實(shí)施方式的活性碳芯的活性碳顆粒。
[0041] 如上面所述的，本發(fā)明的組合物還包括疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑。所述組合物中的 疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑可以是任何合適的疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑，包括上面所述的適合用 于第一實(shí)施方式中的疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑。疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑可以任何合適的量存 在于組合物中，包括上面所述關(guān)于第一實(shí)施方式的量的任何合適組合。應(yīng)理解，對于所述組 合物，上面所述的疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑的量將基于所述組合物中存在的活性碳顆粒的重 量。
[0042] 在另一系列的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒（諸如上 面所述的關(guān)于第一和第二實(shí)施方式的經(jīng)處理的活性碳顆粒）的方法。通常，所述方法需要 提供多個(gè)活性碳顆粒，提供疏水劑，提供汞氧化促進(jìn)劑，以及將疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑施加 到至少部分活性碳顆粒上。在該大體框架中，所述方法可針對將疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑施 加到活性碳顆粒的順序和/或方式改編。
[0043] 在上面大致描述的方法的第一實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟：(a)提供多 個(gè)活性碳顆粒，（b)提供疏水劑，（c)提供汞氧化促進(jìn)劑，（d)將疏水劑施加到至少部分活性 碳顆粒的至少部分外表面上，和（e)將汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部 分外表面上。
[0044] 在上面大致描述的方法的第二實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟：(a)提供多 個(gè)活性碳顆粒，（b)提供疏水劑，（c)提供汞氧化促進(jìn)劑，（d)將汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部 分活性碳顆粒的至少部分外表面上，和（e)將疏水劑施加到至少部分活性碳顆粒的至少部 分外表面上。
[0045] 在上面大致描述的方法的第三實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟：(a)提供多 個(gè)活性碳顆粒，（b)提供處理組合物，和（c)將處理組合物施加到至少部分活性碳顆粒的至 少部分外表面上。所述處理組合物包括（i)疏水劑和（ii)汞氧化促進(jìn)劑。
[0046] 在上面所述的方法的每個(gè)實(shí)施方式中，所述活性碳顆?？梢允侨魏魏线m的活性碳 顆粒，包括上面所述關(guān)于第一和第二實(shí)施方式的任何活性碳顆粒。同時(shí)，疏水劑和汞氧化促 進(jìn)劑可以是任何合適的疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑，包括上面所述關(guān)于第一和第二實(shí)施方式的 那些。此外，疏水劑和汞氧化促進(jìn)劑可以任何合適的量使用，包括上面所述關(guān)于第一和第二 實(shí)施方式的那些量。
[0047] 疏水劑、汞氧化促進(jìn)劑和處理組合物可使用任何合適的技術(shù)施加到活性碳顆粒 上。為促進(jìn)這些試劑或處理組合物的施加，疏水劑、汞氧化促進(jìn)劑和處理組合物通常以液體 形式提供。利用液體形式有利于試劑和/或組合物的處理和允許通過若干技術(shù)將試劑和/ 或組合物施加到活性碳顆粒上。例如，可通過將至少部分活性碳顆粒浸泡在試劑和/或組 合物中將疏水劑、汞氧化促進(jìn)劑和/或處理組合物施加到活性碳顆粒上。或者可選地，可通 過將試劑和/或組合物噴霧到活性碳顆粒上來施加疏水劑、汞氧化促進(jìn)劑和/或處理組合 物。在這樣的施加方法中，試劑和/或處理組合物可以簡單液體流的形式噴霧，或者試劑和 /或處理組合物可以霧化或氣溶膠形式噴霧。此外，在這樣的施加方法中，活性碳顆粒可通 過任何合適的方式輸送到噴霧中。例如，活性碳顆?？梢粤骰癄顟B(tài)（諸如，通過流化床產(chǎn) 生）輸送到噴霧中?；钚蕴碱w粒還可被置于轉(zhuǎn)鼓中，后者在顆粒被噴霧時(shí)旋轉(zhuǎn)。通過這些 技術(shù)中的每種產(chǎn)生的活性碳顆粒的流化和/或移動(dòng)有助于將試劑和/或組合物更均勻地施 加到活性碳顆粒上。
[0048] 優(yōu)選地，試劑和/或處理組合物以細(xì)水霧的噴霧或氣溶膠形式施加，相信這樣的 條件提供更均勻的活性碳顆粒處理。相信噴霧或水霧的合適粒徑至少部分取決于要被處理 的活性碳顆粒的尺寸。優(yōu)選地，噴霧或水霧的粒徑不大于要被處理的活性碳顆粒尺寸的約 2?約5倍。因此，對于平均粒徑為約10 μ m?約50 μ m的活性碳顆粒來說，噴霧或水霧的 平均粒徑優(yōu)選為約5 μ m?約200 μ m或者約20 μ m?約100 μ m。
[0049] 相信除了改進(jìn)的作為工業(yè)方法中化學(xué)吸附劑的性能之外上面所述的活性碳顆粒 和通過上面所述方法制成的顆粒還具有其它優(yōu)點(diǎn)。煤燃燒產(chǎn)生的飛灰可用作混凝土混合物 的填料或粘合劑。然而，一般認(rèn)為未經(jīng)處理的活性碳能吸附混凝土混合物中使用的一些添 加劑，諸如，空氣夾帶添加劑，其將對混凝土的所需性質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響（例如，對混凝土的 凍-融穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響）。這些有害影響已限制了活性碳注入在那些意圖將飛灰出售 用于混凝土中的方法中的使用。但相信如上所述的活性碳顆粒將吸附較少的混凝土混合物 中的吸附劑（例如，空氣夾帶添加劑），從而將通常與含活性碳飛灰的使用相關(guān)的不利影響 降到最少。因此，相信上面所述的活性碳顆粒將使活性碳注入更廣泛地與那些意圖將所得 飛灰出售用于混凝土中的方法聯(lián)合使用。
[0050] 以下實(shí)施例進(jìn)一步舉例說明了上面所述的主題，但當(dāng)然不應(yīng)解釋為以任何方式限 制其范圍。
[0051] 實(shí)施例1
[0052] 本實(shí)施例展示了根據(jù)本發(fā)明的活性碳顆粒和組合物的制備。
[0053] 將約五十克（50g)適合用于活性碳注入方法中的粉狀活性碳于約150°C的溫度干 燥數(shù)小時(shí)，并使其在玻璃干燥器中冷卻。隨后將活性碳噴以兩克（2g) Unidyne TG 5601(其 可得自Daikin Industries，Ltd，據(jù)信其為硅酮改性的C6氟烴防護(hù)劑分散液）50 %溶液。將 溶液以霧化形式手動(dòng)噴霧到活性碳上，并在每次促動(dòng)噴霧器之后將活性碳手動(dòng)混合以確保 氟烴防護(hù)劑對顆粒的更均勻覆蓋。在施加氟烴防護(hù)劑之后，隨后將粉狀活性碳與粉狀溴化 銨機(jī)械混合，后者的量為基于粉狀活性碳重量的約2?3wt%。
[0054] 實(shí)施例2
[0055] 本實(shí)施例展示了根據(jù)本發(fā)明的活性碳顆粒和組合物的制備。
[0056] 將約五十克（50g)適合用于活性碳注入方法中的粉狀活性碳于約150°C的溫度 干燥數(shù)小時(shí)，并使其在玻璃干燥器中冷卻。隨后將活性碳噴以如下制成的處理組合物：將 Unidyne TG 5601的50%溶液與溴化鈉的40%水溶液以約1:2的重量比組合。所得的處理 組合物以霧化形式手動(dòng)噴霧到活性碳上，且在每次促動(dòng)噴霧器之后將活性碳手動(dòng)混合以確 保處理組合物對顆粒的更均勻覆蓋。將處理組合物以如下量施加到粉狀活性碳上：該量足 以實(shí)現(xiàn)基于粉狀活性碳重量的約2?3wt%的溴化鈉加載。
[0057] 實(shí)施例3
[0058] 本實(shí)施例展示了根據(jù)本發(fā)明的活性碳顆粒和組合物的制備。
[0059] 將約五十克（50g)適合用于活性碳注入方法中的粉狀活性碳于150°C的溫度干燥 數(shù)小時(shí)，并使其在玻璃干燥器中冷卻。隨后將活性碳噴以溴化鈉的40%水溶液。溶液以霧 化形式手動(dòng)噴霧到活性碳上，且在每次促動(dòng)噴霧器之后將活性碳手動(dòng)混合以確保溴化鈉溶 液對顆粒的更均勻覆蓋。溶液以如下量施加到粉狀活性碳上：該量足以實(shí)現(xiàn)基于粉狀活性 碳重量的約2?3wt%的溴化鈉加載。在施加溴化鈉溶液之后，隨后將活性碳噴以約兩克 (2g)Unidyne TG 5601的50%溶液。溶液以霧化形式手動(dòng)噴霧到活性碳上，且在每次促動(dòng) 噴霧器之后將活性碳手動(dòng)混合以確保氟烴防護(hù)劑對顆粒的更均勻覆蓋。
[0060] 實(shí)施例4
[0061] 本實(shí)施例展示了根據(jù)本發(fā)明的活性碳顆粒和組合物的制備。
[0062] 重復(fù)上面所述的實(shí)施例1的過程，不同之處在于Unidyne TG-5601溶液用包含 40%此丨(^116了6-5601、10%0〇￥〇31*11丨1增$)比-6694防水乳液和50%水的混合物代替。 Dow Coming? IE-6694防水乳液可得自Dow Corning，并被認(rèn)為是娃酮與燒基甲娃燒（更 具體而言是約10?30%正-辛基三乙氧基甲硅烷和約1?5%氨基官能化甲硅烷）的混 合乳液。
[0063] 實(shí)施例5
[0064] 本實(shí)施例展示了根據(jù)本發(fā)明的活性碳顆粒和組合物的制備。
[0065] 重復(fù)上面所述的實(shí)施例1的過程，不同之處在于使用約2克（2g)Dow Corning? IE-6694防水乳液的50%溶液代替Unidyne TG-5601溶液。
[0066] 本文所引用的所有參考文件，包括公開出版物、專利申請和專利，都通過引用并入 本文，其程度如同每篇參考文件單獨(dú)和明確表示通過引用并入本文并且以其整體闡述一 樣。
[0067] 除非在本文中另外指明或在上下文中明確相反，在描述本申請主題的情況下（尤 其是在后面的權(quán)利要求的情況下），術(shù)語"一 / 一個(gè)/ 一種"和"所述/該"以及類似指稱應(yīng) 解釋為同時(shí)涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)。除非另外標(biāo)明，術(shù)語"包括"、"具有"、"包含"和"含有"應(yīng)解 釋為開放性術(shù)語（即，表示"包括，但不限于"）。除非在本文中另外表明，本文中對于數(shù)值 范圍的陳述僅意圖用作單獨(dú)指代落入該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的值的簡化方法，如同其在本文 中獨(dú)立闡述一樣。除非在本文中另外表明或在上下文中明確相反，本文所述所有方法克一 任何合適的順序?qū)嵤?。除非另外要求，本文所提供的任何和所有例子或例示性語言（例如， "諸如"）僅意圖更好地說明本申請的主題，并且不是對主題范圍施加限制。在說明書中沒 有任何語言應(yīng)被解釋為表明任何未被要求的要素對本文所述主題的實(shí)施是不可缺少的。
[0068] 在本文中描述了本申請主題的優(yōu)選實(shí)施方式，包括發(fā)明人所知的實(shí)施所要求保護(hù) 的主題的最佳方式。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，當(dāng)閱讀了前面的說明書之后，那些優(yōu)選實(shí)施方 式的變體可變得顯而易見。發(fā)明人預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員能根據(jù)需要采用這樣的變體，并且 發(fā)明人預(yù)期本文所述的主題可通過不同于本文所具體描述般實(shí)施。因此，本公開包括適用 法律所允許的本文所附權(quán)利要求中所述主題的所有修改和等價(jià)范圍。另外，除非在本文中 另外表明或在上下文中明確相反，上述要素在所有可能變化中的任何組合也涵蓋在本公開 中。
【權(quán)利要求】
1. 一種制品，包括： (a) 活性碳芯，所述活性碳芯具有外表面； (b) 選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物，至少部分 所述疏水劑被布置在所述活性碳芯的至少部分外表面上；和 (c) 汞氧化促進(jìn)劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述活性碳芯的BET表面積為約500m 2/g或更多。
3. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述疏水劑是包含來自選自以下的單體的重復(fù)單元 的成膜氟烴聚合物：氟化丙烯酸酯單體、氟化丙烯酰胺單體、氟化烯單體、氟化多元醇、氟化 聚異氰酸酯及其混合物。
4. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中基于所述活性碳芯的重量，所述疏水劑的存在量為 約0. 1%?約5%。
5. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中至少部分所述汞氧化促進(jìn)劑被布置在所述活性碳芯 的至少部分外表面上。
6. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氫溴酸鹽、鹽酸鹽、氫 碘酸鹽、高錳酸鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、次氯酸鹽、銅（II)鹽、鐵（III)鹽、二氧化鈰（IV)、 氧化銅（II)、氧化鐵（III)、二氧化錳（IV)、氧化釩（V)、元素鹵素物種及其混合物。
7. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自銅（II)鹽。
8. 如權(quán)利要求7所述的制品，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自氯化銅（II)、溴化銅（II)及 其混合物。
9. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：溴化銨、溴化鎂、溴化 鈉、元素鹵素物種及其混合物。
10. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氯化脂族化合物、溴 化脂族化合物及其混合物。
11. 如權(quán)利要求1所述的制品，其中基于所述活性碳芯的重量，所述汞氧化促進(jìn)劑的存 在量為約1 %?約10%。
12. -種組合物，包括： (a) 多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面； (b) 選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物，至少部分 所述疏水劑被布置在至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上；和 (c) 汞氧化促進(jìn)劑。
13. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述活性碳顆粒的BET表面積為約500m 2/g或 更多。
14. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述疏水劑是包括來自選自以下的單體的重復(fù) 單元的成膜氟烴聚合物：氟化丙烯酸酯單體、氟化丙烯酰胺單體、氟化烯單體、氟化多元醇、 氟化聚異氰酸酯及其混合物。
15. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中基于所述活性碳顆粒的重量，所述疏水劑的存 在量為約〇. 1 %?約5%。
16. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中至少部分所述汞氧化促進(jìn)劑被布置在至少部分 活性碳顆粒的外表面上。
17. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氫溴酸鹽、鹽酸 鹽、氫碘酸鹽、高錳酸鹽、高氯酸鹽、高溴酸鹽、次氯酸鹽、銅（II)鹽、鐵（III)鹽、二氧化鈰 (IV)、氧化銅（II)、氧化鐵（III)、二氧化錳（IV)、氧化釩（V)、元素鹵素物種及其混合物。
18. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自銅（II)鹽。
19. 如權(quán)利要求18所述的組合物，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自氯化銅（II)、溴化銅 (II)及其混合物。
20. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：溴化銨、溴化鎂、 溴化鈉、元素鹵素物種及其混合物。
21. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述汞氧化促進(jìn)劑選自以下：氯化脂族化合物、 溴化脂族化合物及其混合物。
22. 如權(quán)利要求12所述的組合物，其中基于所述活性碳顆粒的重量，所述汞氧化促進(jìn) 劑的存在量為約1 %?約10%。
23. -種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，所述方法包括以下步驟： (a) 提供多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面； (b) 提供選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物； (c) 提供汞氧化促進(jìn)劑； (d) 將所述疏水劑施加到至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上；和 (e) 將所述汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上。
24. -種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，所述方法包括以下步驟： (a) 提供多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面； (b) 提供選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物； (c) 提供采氧化促進(jìn)劑； (d) 將所述汞氧化促進(jìn)劑施加到至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上；和 (e) 將所述疏水劑施加到至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上。
25. -種制備經(jīng)處理的活性碳顆粒的方法，所述方法包括以下步驟： (a) 提供多個(gè)活性碳顆粒，所述活性碳顆粒具有外表面； (b) 提供處理組合物，其包括： (i) 選自以下的疏水劑：成膜氟烴聚合物、硅酮、烷基甲硅烷、蠟及其混合物；和 (ii) 汞氧化促進(jìn)劑；和 (c) 將所述處理組合物施加到至少部分所述活性碳顆粒的至少部分外表面上。
【文檔編號】B01J20/20GK104428246SQ201380036672
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】S.李, C.德索扎 申請人:美利肯公司